《乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂》姓名： 班级：学号： 成绩： 乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂摘要：要从技术现状、技术进展和发展趋势等几方面，对国内外乙烯直接氧化制环氧乙烷的银催化剂的进展状况进行了综述重点论述了Shell催化剂、SD催化剂、VS催化剂的技术研究现状，并针对国内环氧乙烷生产装 置和催化剂研究状况，提出了此后环氧乙烷催化剂的发展方向和建议 核心词：乙烯；直接氧化；环氧乙烷；催化剂Abstract：Advances in silver catalyst for ethylene oxide from ethylene by direct oxidation at home and abroad were re— viewedbased on the status-progress-and trend of its technology．The research status of catalysts-such a8 Shell.SD-and YS were expounded emphatically．Aiming at the process unit of ethylene and research status of relative catalyst in China．the developing direction and suggestion of the catalyst for ethylene oxide in future were put forward．Key words：ethylene；direct oxidation；ethylene oxide；catalyst目录一、技术现状 11.Shell催化剂 12. SD催化剂 23. YS催化剂 24.三菱化学公司研制的催化剂 2二、技术进展 21. Shell催化剂 32. SD催化剂 33. YS催化剂 33．1 YS一7银催化荆的改善 33．2 YS一8510银催化荆 33.3 YS一8银催化剂 34.其她公司对催化剂性能的研究技术 4三、发展趋势 41.高活性银催化剂 42.高选择性银催化剂 43.合用于中档负荷的新型银催化剂 4四、建议 51.加快国内高性能催化剂的开发 52.采用国产催化剂 53.采用高选择性催化剂 5参照文献 6环氧乙烷(EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚 乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品，全球约60％ 用于生产乙二醇(EG)【1】。
工业上采用乙烯在银催化剂作用下直接氧化法生产EO，EO无催化剂水合法生产EG由于原料乙烯一般占EO生产成本的 70％以上，因此，开发高性能银催化剂，减少乙烯消耗是生产EO的技术核心[2]一、技术现状 世界上银催化剂的研究已有70近年的历史，催化剂的性能始终在不断提高银催化剂重要分2 类：一是目前生产装置上普遍应用的高活性银催化剂，二是用于专门设计的生产负荷较低装置的高选择性催化剂世界可提供EO催化剂技术的公司重要有英荷壳牌公司(Shell)、美国科学设计公司(SD)、美国联合碳化学公司(UCC)和日本触媒化学株式会社(NSKK)4家据记录，世界上50％的银催化剂由英荷Shell供应，美国SD和UCC提供的催化剂量各占总量的10％，日本触媒占5％此外，日本三菱化学、英国ICI、德国BASF、Huels、美国Dow和国内燕山石化研究院(YSH)也进行催化剂的开发和生产尽管英荷Shell、美国SD和美国 UCC3家公司催化剂的载体、物理性能和制备略有差别，但水平不相上下，选择性均在80％以上20 世纪90年代中期此前建成的EO／EG装置的最新银催化剂有英荷Shell公司的S一863银催化剂和美国SD公司的SD一2118银催化剂等，初始选择性82．0％左右，使用寿命一般为2—4a。
1.Shell催化剂 美国Shell公司自1988年开发了Ag—Re—C8、 Ag—Re—C8一S体系催化剂即S一880系列高选择 性催化剂体系后，又在含铼催化剂的基本上就增进 剂添加技术开展了大量工作，例如后浸渍增进剂镍，添加IVB族金属元素的含氧阳离子增进剂，添加钼和钨的含氧阴离子增进剂、添加稀土元素增进剂、添加磷和硼作为铼的协同助剂等，使催化剂的性能又有了提高【2】 目前，Shell拥有高活性和高选择性2种系列催化剂高活性催化剂系列产品为S一860、861、862、863，具有初始反映温度低(220～235℃)、初始选择性为81％～83．5％、活性与选择性下降速度慢、不易发生飞温等特点，该系列催化剂已应用在涉及国内抚顺在内的国内外多家采用Shell技术或其她专利技术的EO生产装置中高选择性催化剂系列产品为S一879、880、882，工艺比较成熟，性能更加优越该系列催化剂最早于1987年用在美国Geismar厂，目前已在国外E/EG生产中得到了应用此后几年新建的大型EO/ EG装置大多筹划采用此类高选择性催化剂【3】 2. SD催化剂【4】20世纪80年代SD推出SD一1105催化剂，在其基本上通过较长一段时间后开发了SD一2100系列催化剂，其性能[时空产率(1h·m3 cat．生产的EO的质量，下同)270.2kg，寿命3a，选择性为初始80.3%，第一年79.5％，次年78％，第三年76.4％]比SD一1105上了一种台阶，目前国内吉林石化和独山子石化2套EG装置使用其中的SD一 2118催化剂。
3. YS催化剂 燕山石化研究院1997年研制开发成功了YS一7系列高活性银催化剂，并在国内EO/EG装置中成 功地应用【5】，目前国内有8套装置选用该系列催化剂，占85％的市场份额，见表1 YS一7银催化剂还将在浙江三江EO/EG装置中应用由于各装置所采用的工艺技术不同，运用各牌号的催化剂有所差别，但YS一7与SD一2118催化剂、S一863催化剂基本相近 表l 目前国内EO/EG装置催化剂使用状况厂名催化剂厂名催化剂燕化YS一7上海YS-7东方YS一7茂名YS-7辽化YS一7抚顺S一863天津YS一7独山子SD-2118扬子YS一7吉林EGSD-2118吉林EOYS一74.三菱化学公司研制的催化剂 三菱化学公司研制出的催化剂可大幅度减少反映温度，提高催化剂选择性和寿命，已在该公司2套装置上顺利运营二、技术进展 近年来，各国环绕高性能催化剂的研制开展了大量工作，特别是高选择性催化剂研发工作进展不久，工业应用催化剂的选择性已超过90％，并且活性日趋提高1. Shell催化剂在高活性系列催化剂开发上，Shell在推出S一 863催化剂后，为进一步提高催化剂选择性，开发了一种介于S一880～860系列催化剂之间的S一865催化剂，其特点为：在时空产率190 kg条件下，催化 剂初始选择性85％；但初始反映温度超过240℃，并对循环气中CO：浓度控制规定较高。
针对该催化剂所存在的问题，进行了减少反映温度的催化剂改善工作【6】 Shell高选择性催化剂S一882自1994年工业化以来，研发步伐进一步加快，特别是近2a在活性和稳定性方面较为突出，寿命已从初期的2a延长至3a，初始反映温度较初期下降约7oC左右【7】2. SD催化剂 美国SD公司用质量分数为3％一25％的银有 机酸盐烃溶液浸渍多孔载体，在具有惰性气体和氧气含量低于21％(体积分数)的氛围下，对催化剂进行持续多步加热活化来提高催化剂的选择性[8]该公司还发明了涉及碱金属和硫等构成的助催化剂组合物且基本上不含铼和过渡金属的银催化剂[9]SD公司还推出了初始温度220℃左右、初始选择性 85％～86％的新的高活性催化剂3. YS催化剂【10】3．1 YS一7银催化荆的改善 近年来，燕山院不断加强载体、助剂及催化剂制备工艺研究，适时地将成熟的研究成果应用到YS一 7银催化剂生产中，提高催化剂的活性和稳定性3．2 YS一8510银催化荆 近年来，燕山院始终致力于中档负荷(时空产率180 kg)下选择性达84．0％一85．0％的YS一8500系列银催化剂的研究开发工作YS一8510催化剂与YS一7催化剂相比，有4个方面的改善：1) 载体的改善，研制和开发一种新型 载体，提高催化剂性能；2) 催化剂构成变化，助剂种类和用量与YS一7银催化剂有较大差别；3) 催化剂制备工艺，变化了活化条件，有助于提高催化剂的活性；4) 改善了评价工艺条件，改善了催化剂稳定性。
3.3 YS一8银催化剂 近年来，燕山院始终在研究开发选择性达到88.0％以上的高选择性YS一8银催化剂在载体的制造、助剂的选用和搭配以及浸渍活化工艺三方面进行了大量制备实验和稳定性实验，研制出了时空产率180 kg、始反映温度235℃、起始选择性达到88．0％的YS一8银催化剂样品，寿命实验160 d时选择性89．6％，反映温度为255℃4.其她公司对催化剂性能的研究技术三菱化学公司采用含银的有机胺络合物溶液浸渍载体，在120—500℃加热，使有机物质量分数低于0.1％来提高催化剂的稳定性 在载体开发方面，日本触媒公司采用氢氟酸解决载体的措施，使催化剂选择性大幅提高其措施是在500-℃下加热解决氧化铝的载体，接着用氢氟酸解决，然后在l000—2 000℃下进行焙烧用经氢氟酸解决过的载体制备的催化剂，在空速为11 000h-1，反映压力为2.1 MPa，温度为200℃时，选择性达到88％上海石油化工研究院采用在银催化剂中加入金属镍组分的措施，解决催化剂稳定性不高、催化剂的选择性和活性容易随开车时间推移而下降的问题三、发展趋势世界EO催化剂技术进展较快，并呈现了新建装置或部分老装置扩能(考虑增长反映系统)均采用高选择性催化剂，同步既有装置(由于反映工艺和反映器传热条件的限制)均采用高活性催化剂的趋势。
1.高活性银催化剂 银催化剂初始选择性为80％一82％，起始反映温度为210～230℃，时空产率200 kg以上，有效期为2～4a提高选择性和改善稳定性以满足高负荷装置的使用规定是这种银催化剂的重要研究方向2.高选择性银催化剂 银催化剂初始选择性为88％一90％，起始反映 温度为230℃以上，时空产率一般低于180 kg，反映温度和选择性下降较快，有效期为2a提高稳定性和延长使用寿命是这种银催化剂的重要研究方向3.合用于中档负荷的新型银催化剂 初始选择性为85％左右，起始反映温度为220～230℃，时空产率一般不高于200 kg，有效期为2a左右如果这种催化剂的性能得到进一步的改善，将具有很大的竞争力四、建议 1.加快国内高性能催化剂的开发 1）针对国内EO/EG装置的特点，在YS一7和YS一8510催化剂基本上，开发能适合各类装置条件的、稳定性好的、初始选择性在85％左右的高活性催化剂，以保证既有EO/EG装置催化剂的国产化率最大2)在高活性催化剂基本上，瞄准国际EO催化剂发展趋势，加快开发负荷较高、寿命2a以上、初始选择性达到90％的高选择性催化剂，参与国际竞争，为此后国内新建装置催化剂国产化和出口做技术储藏。
2.采用国产催化剂 目前，国内11家EO/EG装置中已有8家(涉及 吉林石化EO装置)采用燕化院的YS系列催化剂，应用成果表白，YS系列催化剂性能与Shell公司S一863、SD公司SD一2118性能相近。